EuroWire March 2016

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Artículo técnico
Marzo de 2016 206
Efecto de la estructura del
cable en el retardo de la
llama en los compuestos
curados por humedad
Por Peter C Dreux, Abhijit Ghosh-Dastidar, Kurt A Bolz, The Dow Chemical Company
Resumen
Las cargas retardantes de la llama se
usan en los aislamientos y las cubiertas
para producir cables para la construcción
y cables industriales que cumplan las
normas y los códigos de seguridad contra
incendios.
Estos aditivos retardantes de la llama
reducen las propiedades de combustión
propias de las resinas de base usadas
para obtener el aislamiento eléctrico del
conductor subyacente, ralentizando así
la propagación del fuego y asegurando el
tiempo crítico de fuga en caso de incendio.
La VW-1 (UL 44 y UL 2556) es una
especificación industrial que describe
la capacidad de retardar la llama de un
alambre revestido con polímero y la
probabilidad de propagación del fuego
después de eliminar la fuente de calor
inicial.
Con el desarrollo de formulaciones
reticuladas por humedad en los sistemas
de alambres y cables y el uso de una
cámara de combustión sin ventilación,
se ha vuelto cada vez más desafiante
para los fabricantes de compuestos y
los productores de cables superar la
especificación VW-1.
Además de la formulación del compuesto
de polímero, que es un parámetro crítico,
para diseñar sistemas que cumplan dicho
nivel de prestaciones al fuego, también es
necesario un mayor conocimiento de la
estructura del cable, incluidos el espesor
de la pared del aislamiento y el núcleo del
conductor (macizo o trenzado).
En este trabajo se analizan los efectos
de la estructura del alambre, incluidos
el espesor del aislamiento y el tipo de
conductor, en las prestaciones al fuego de
varias formulaciones retardantes de llama.
Los aislamientos de los alambres de
baja tensión curados por humedad se
realizan mezclando copolímero etileno
vinilo silano, mezcla madre catalizadora
de dilaurato de dibutilestaño y varios
niveles de mezcla madre de retardante de
llama, que luego se aplican a los alambres
mediante extrusión.
Las prestaciones frente al fuego se
determinan por el tiempo de combustión
y la longitud de la parte carbonizada de
los alambres que superan la especificación
VW-1 efectuando las pruebas en una
cámara de combustión certificada por UL.
1 Introducción
Underwriters Laboratories Inc (UL®)
ha establecido la especificación UL-44
(alambres y cables aislados con material
termoestable) para cables aislados tipo
XHH, XHHW, XHHW-2 RHH, RHW, RHW-2,
RH y SIS.
Además de establecer las tensiones de
funcionamiento máximas, las propiedades
del conductor (dimensiones, tipo de metal,
macizo o trenzado, etc.) y los espesores del
aislamiento, la UL-44 especifica también
los requisitos para las prestaciones de los
materiales de aislamiento.
Estos requisitos de prestaciones están
determinados en términos de propiedades
físicas y eléctricas, resistencia a los fluidos
y rendimiento termomecánico.
Además, el retardo de llama se determina
mediante el ensayo FV-2/VW-1 con
probeta vertical, que incluye uno de
los criterios de conformidad para la
combustión más estrictos.
Para llevar la marca VW-1, un cable
acabado, ya sea un conductor de cobre
de 14 AWG (2,08mm2) o de aluminio de
12 AWG (3,31mm2) con capa aislante
de 30mil (0,76mm), no debe propagar
la llama a lo largo del cable o en sus
proximidades de acuerdo con el ensayo[1].
Aunque la especificación no es
explícita por lo que se refiere al uso
del conductor, que puede ser macizo o
trenzado, normalmente los formuladores
efectúan las pruebas usando probetas
con conductor macizo. Esto se debe
principalmente al hecho de que otras
pruebas físicas y eléctricas, además de las
prestaciones al fuego, requieren el uso de
conductores macizos.
Sin embargo, debido a su flexibilidad y
manejo relativamente fácil durante la
instalación, los productores de cables
en general producen sólo conductores
trenzados, incluso en caso de dimensiones
pequeñas.
Por lo tanto, las muestras sometidas por
los productores de cables al ensayo VW-1,
ya sea en caso de presentación de nuevos
productos ya sea para la conformidad
de productos existentes, normalmente
son preparadas usando conductores
trenzados. Por consiguiente, es de gran
importancia que los fabricantes de
compuestos comprendan y sean capaces
de predecir las prestaciones al fuego de
sus compuestos retardantes de llama para
un determinado tipo de conductor.
Se sabe que el tamaño del conductor es
un parámetro clave para las prestaciones
frente al fuego de las estructuras de
alambres y cables, porque los conductores
más grandes ofrecen mayor disipación
térmica y, por lo tanto, permiten
interrumpir el “triángulo del fuego” (calor/
oxígeno/combustible)[2].
Hasta ahora no se ha hecho ningún
esfuerzo, ni en la industria ni tampoco
en la literatura, para determinar si el tipo